毕业设计（论文）--双螺杆挤出机.docVIP

第1章 绪论 1.1 塑料挤出概述 当今世界四大材料体系（木材、硅酸盐、金属和聚合物）中，聚合物和金属是应用最广泛和最重要的两种材料。据统计，在塑料制品成型加工中，挤出成型制品的产量大约占整个塑料制品产量的50%以上。其中不仅包括板、管、膜、丝、和型材等制品的直接成型，还包括热成型、中空吹塑等坯料的挤出加工。除此之外，在填充、共混、改性等复合材料和聚合物合金生产过程中，螺杆挤出很大程度上取代了密炼、开炼等常规工艺。挤出机几乎成为任何一个塑料有关公司或研究所最基本的装备之一。 挤出成型有如此发展趋势主要原因为：螺杆挤出机能将一系列化工基本单元过程，如固体输送、增压、熔融、排气、脱湿、熔体输送和泵出等物理过程集中在挤出机内的螺杆上来进行。近年来，挤出工程的创新表现，更多的过程，如发泡、胶联、接枝、嵌段、调节相对分子质量甚至聚合反应等化学加工过程都愈来愈多地在螺杆挤出机上进行。螺杆挤出工艺装备有较高的生产率和较低的能耗，减少生产面积和操作人员数量，降低生产成本，也易于实现生产自动化，创造好的劳动条件和减少少的环境污染。螺杆挤出这种工艺不仅广泛地用于聚合物加工，而且在建材、食品、纺织、军工、和造纸等工业部门中都得到了愈来愈多的应用。 双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比，能使熔体得到更加充分的混合（最高转速）~（最低转速）表示，其单位是r/min。 对挤出机速度要求有两方面，既能实现无级调速又要有一定的调速范围。要求实现无级调速的目的是容易控制挤出质量并与辅机的一致配合；要求有一定的调速范围的目的是为了适应多种加工物料及满足多种工艺要求。在实际生产中，因挤出机开始工作时，机头压力容易出现超常值，所以螺杆转速应缓慢增至工作要求速度；当螺杆运转平稳后，由于加工的原料、制品及生产能力不同要求，要保证质量提高产量，除控制温度、压力等条件外，主要是靠改变螺杆转速进行控制调节。因此，要求螺杆转速在一定范围内可调。多数挤出机的调速范围在1：6，对通用性大的小规格挤出机调速范围可达到1：10，根据经验，确定螺杆转速范围为： n=50~260r/min 挤出机功率的确定 ==41.1KW 式中 H——机筒加热功率，单位为KW； ——机筒内直径，单位为mm； A——单位面积的加热功率，W/。 A值根据各种塑料性能靠经验选定，取A=5.5× W/。 第3章 同向啮合双螺杆挤出机主要零部件的设计 同向啮合双螺杆挤出机主要零部件包括螺杆、机筒、分流板、过滤网、料斗及料斗传输螺杆、电机、减速器等装置。 3.1 主螺杆的设计 螺杆是挤出机的核心部分，是输送、塑化塑料的最重要部件。其结构性能将直接影响挤出机的生产率、塑化混合质量和能量消耗。 由于聚氯乙烯（PVC）为非结晶型高聚物，它从玻璃化温度到粘流温度的温度范围较大，其熔融过程是在一个比较长的距离后才能全部熔融，出于制造成本和胶料的均匀混炼和塑化考虑，采用渐变型普通螺杆，螺纹断面形状为矩形。 3.1.1 螺杆的基本尺寸初步确定 螺杆的螺纹长度为：L=30D=30×72=2160mm 根据实践经验，螺杆三段长度的分配如表3.1。 表3.1 长度分配比例表 塑料类型 加料段 压缩段 计量段 非结晶型塑料 10%~25%全长 55%~65%全长 22%~25%全长 结晶型塑料 60%~65%全长 1~2 螺距 25%~35%全长 所以：加料段=（10%~25%）L，取 =0.15L=0.12×2160=259mm 压缩段=（55%~65%）L，取 =0.6L=0.65×2160=1404mm 计量段=（22%~25%）L，取=0.25L=0.23×2160=497mm 螺杆压缩比。因压缩比的确定非常复杂，目前国内根据经验选取。对塑料而言，螺杆几何压缩比大多数为2~5,根据常用塑料螺杆的几何压缩比表，选取螺杆压缩比：ε=3 为了加工方便，等距螺杆取S=D 螺距S： S=D=72mm 螺纹头数： i=1 螺纹升角：=arctan=arctan= 螺棱法向宽度e：根据对紧密共轭齿廓的要求和齿轮传动啮合基本原理，考虑到螺杆制造和安装方便，同时为了更好的对物料进行充分混合，把螺杆设计成接近共轭型，取螺棱法向宽度为： e==30mm 螺棱轴向宽b：b=e/Cosφ=30/Cos=12.6mm 螺槽法向宽E：E=S×Cos－30=72×Cos－30=38.7mm 螺槽轴向宽B：B=D―b=72―31.4=40.6mm 螺杆与机筒间隙δ=0.3mm 3.1.2螺杆材料的选择 螺杆工作时不仅所受扭矩较大，而且是在高温、高压下工作。因螺杆要与机筒配合工作，所以还要受到机械摩擦磨损、刮磨及塑料摩擦的作用，某些塑料还会有较强的化学腐